(57)【要約】【課題】長寿命でしかも放電状態の安定化を図ることができるイオン発生素子を提供する。【解決手段】誘電体基板３と、誘電体基板３の表面に形成される放電電極４と、誘電体基板３の内部に形成され、放電電極４に対して略平行に配置される誘導電極５と、放電電極４を覆うように、誘電体基板３上に形成される保護層８とを備え、放電電極４の放電箇所（先鋭部の先端）における保護層８の厚さが、放電電極４の非放電箇所であって且つ誘導電極５に対向する箇所における保護層８の厚さよりも小さいイオン発生素子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と、
前記誘電体の表面に形成される放電電極と、
前記誘電体の内部又は裏面に形成され、前記放電電極に対して略平行に配置される誘導電極と、
前記放電電極を覆うように、前記誘電体上に形成される保護層とを備え、
前記放電電極の放電箇所における前記保護層の厚さが、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所における前記保護層の厚さよりも小さいことを特徴とするイオン発生素子。
【請求項２】
誘電体と、前記誘電体の表面に形成される放電電極と、前記誘電体の内部又は裏面に形成され、前記放電電極に対して略平行に配置される誘導電極と、前記放電電極を覆うように、前記誘電体上に形成される保護層とを備え、前記放電電極の放電箇所における前記保護層の厚さが、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所における前記保護層の厚さよりも小さいイオン発生素子の製造方法であって、
前記保護層の形成工程において、マスキングにより、前記放電電極の放電箇所における前記保護層の厚さを、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所における前記保護層の厚さよりも小さくすることを特徴とするイオン発生素子の製造方法。
【請求項３】
誘電体と、
前記誘電体の表面に形成される放電電極と、
前記誘電体の内部又は裏面に形成され、前記放電電極に対して略平行に配置される誘導電極とを備え、
前記放電電極の放電箇所の厚さが、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所の厚さよりも大きいことを特徴とするイオン発生素子。
【請求項４】
請求項１又は請求項３に記載のイオン発生素子と、
前記イオン発生素子が備える放電電極と誘電電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とを備えることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項５】
請求項４に記載のイオン発生装置と、前記イオン発生装置にて発生したイオンを空気中に送出する送出手段とを備えることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、空気中の浮遊細菌を殺菌、除去したり、空気中の有害物質を除去するための正負両イオンを発生するイオン発生素子、イオン発生素子の製造方法、イオン発生装置およびそれを備えた電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、正イオンおよび負イオンの両イオンを発生させるイオン発生素子が開発され、実用化されている。例えば特許文献１では、放電始動性を良くし、かつ、放電開始電圧のバラツキを小さくするために、線状放電電極を絶縁膜で被覆し、前記線状放電電極の一部を露出させ、その露出部を電界集中部とする電界装置（イオン発生素子）が提案されている。
【特許文献１】特開平６−３１８４９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１０３２５７号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１において提案されている電界装置（イオン発生素子）では、線状放電電極を絶縁膜で被覆し、前記線状放電電極の一部を露出させているため、前記線状放電電極の露出部が電界集中部となり、当該電界集中部から放電が開始するので、放電始動性を良くし、かつ、放電開始電圧のバラツキを小さくすることができる。しかしながら、前記線状放電電極の露出部は、絶縁膜で覆われていないため、イオン衝撃によるスパッタリングを起こして局部的に劣化し、前記線状放電電極の寿命が短くなるという問題を生ずる。
【０００４】
また、誘電体と、前記誘電体の表面に形成される放電電極と、前記誘電体の内部に形成され、前記放電電極に対して略平行に配置される誘導電極と、前記放電電極を覆うように、前記誘電体上に形成される保護層とを備え、前記放電電極に先鋭部を形成したイオン発生素子において、前記保護層が厚さ一定で前記放電電極を連続的に覆うようにした場合（例えば、特許文献２を参照）、前記放電電極の放電箇所である前記先鋭部の先端のみならず、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所でも電界集中し放電が起こることがある。そして、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所でも電界集中し放電が起こることが放電状態のバラツキの要因になっていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑み、長寿命でしかも放電状態の安定化を図ることができるイオン発生素子、イオン発生素子の製造方法、イオン発生装置およびこれを備えた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係るイオン発生素子は、誘電体と、前記誘電体の表面に形成される放電電極と、前記誘電体の内部又は裏面に形成され、前記放電電極に対して略平行に配置される誘導電極と、前記放電電極を覆うように、前記誘電体上に形成される保護層とを備え、前記放電電極の放電箇所における前記保護層の厚さが、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所における前記保護層の厚さよりも小さい構成としている。
【０００７】
このような構成によると、前記放電電極の放電箇所が電界集中部となるので、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所での放電を抑制することができる。これにより、放電状態の安定化を図ることができる。また、このような構成によると、前記放電電極の放電箇所での電界強度が高くなり、前記放電電極と前記誘電電極との間に印加する電圧が小さくても放電が開始されるので、低消費電力化及び長寿命化を図ることができる。
【０００８】
また、上記目的を達成するために本発明に係るイオン発生素子の製造方法は、誘電体と、前記誘電体の表面に形成される放電電極と、前記誘電体の内部又は裏面に形成され、前記放電電極に対して略平行に配置される誘導電極と、前記放電電極を覆うように、前記誘電体上に形成される保護層とを備え、前記放電電極の放電箇所における前記保護層の厚さが、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所における前記保護層の厚さよりも小さいイオン発生素子の製造方法であって、前記保護層の形成工程において、マスキングにより、前記放電電極の放電箇所における前記保護層の厚さを、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所における前記保護層の厚さよりも小さくしている。
【０００９】
このような製造方法によると、上記構成のイオン発生素子の保護層を容易に形成することができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するために本発明に係るイオン発生素子は、誘電体と、前記誘電体の表面に形成される放電電極と、前記誘電体の内部又は裏面に形成され、前記放電電極に対して略平行に配置される誘導電極とを備え、前記放電電極の放電箇所の厚さが、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所の厚さよりも大きい構成としている。
【００１１】
このような構成によると、前記放電電極の放電箇所が電界集中部となるので、前記放電電極の非放電箇所であって且つ前記誘導電極に対向する箇所での放電を抑制することができる。これにより、放電状態の安定化を図ることができる。また、このような構成によると、前記放電電極の放電箇所での電界強度が高くなり、前記放電電極と前記誘電電極との間に印加する電圧が小さくても放電が開始されるので、低消費電力化及び長寿命化を図ることができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するために本発明に係るイオン発生装置は、上記いずれかの構成のイオン発生素子と、前記イオン発生素子が備える放電電極と誘電電極との間に電圧を印加する電圧印加手段とを備える構成としている。
【００１３】
また、上記目的を達成するために本発明に係る電気機器は、上記構成のイオン発生装置と、前記イオン発生装置にて発生したイオンを空気中に送出する送出手段とを備える構成としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、放電電極の放電箇所での電界強度が高くなり、放電電極と誘電電極との間に印加する電圧が小さくても放電が開始されるので、低消費電力化及び長寿命でしかも放電状態の安定化を図ることができるイオン発生素子、イオン発生素子の製造方法、イオン発生装置およびこれを備えた電気機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係るイオン発生装置の一構成例を図１に示す。図１（ａ）は本発明に係るイオン発生装置の平面図であり、図１（ｂ）は本発明に係るイオン発生装置のＸ−Ｘ線断面図であり、図１（ｃ）はイオン発生素子１のＹ−Ｙ線断面図である。
【００１６】
図１に示す本発明に係るイオン発生装置は、イオン発生素子１と、電圧印加回路２とを備えている。電圧印加回路２がイオン発生素子１の放電電極と誘導電極との間に正負交番の高電圧を印加する場合、イオン発生素子１から正負両イオンが発生する。
【００１７】
イオン発生素子１は、誘電体基板３と、放電電極４と、誘導電極５と、電極接点６及び７と、保護層８とを備えている。誘電体基板３は、厚さ方向に積層された下部基板３ａ及び上部基板３ｂからなる。
【００１８】
本実施形態では、下部基板３ａ、上部基板３ｂ、及び保護層８の素材としてアルミナを用いている。ただし、下部基板３ａ、上部基板３ｂ、及び保護層８の素材はアルミナに限定されない。また、本実施形態では、放電電極４及び誘導電極５の素材として、タングステンを用いている。ただし、放電電極４及び誘導電極５の素材はタングステンに限定されない。
【００１９】
図１(ｂ)に示すように、放電電極４は下部基板３ａ及び上部基板３ｂを貫通する電極接点６に接続され、誘導電極５は下部基板３ａを貫通する電極接点７に接続されている。本実施形態では、電極接点６は放電電極４を形成する際に対応する位置に形成されたホール内に放電電極４と同一の材料を充填して形成され、電極接点７は誘導電極５を形成する際に対応する位置に形成されたホール内に誘導電極５と同一の材料を充填して形成されている。
【００２０】
ここで、図２に示すように、厚さ一定（ｔ１：１０〜１５μｍ）の保護層８で誘電体基板３の表面すなわち上部基板３ｂの表面を連続的に覆う場合について考える。図５は図１（ａ）の領域１０に対応する部分拡大図である。また、放電電極４の厚さｔ２は２０μｍとする。図２に示すような保護層８の形態では、放電電極４の放電箇所（例えば図５に示す領域１１）のみならず、放電電極４の非放電箇所であって且つ誘導電極５に対向する箇所（例えば図５に示す領域１２）でも電界集中し放電が起こることがある。保護層８を図２に示すような形態にした場合、たとえ図１に示すように放電電極４に先鋭部を形成しても、放電電極４の非放電箇所であって且つ誘導電極５に対向する箇所（例えば図５に示す領域１２）でも電界集中し放電が起こってしまう。
【００２１】
そこで、本実施形態では、図３に示すように、放電電極４の放電箇所における保護層８の厚さをｔ１（ｔ１：１０〜１５μｍ）とし、放電電極４の非放電箇所における保護層８の厚さをｔ３（ｔ３：３０〜４０μｍ）としている。また、放電電極４の厚さｔ２は２０μｍとする。保護層８を図３に示すような形態にすることで、放電電極４の放電箇所が電界集中部となるので、放電電極４の非放電箇所であって且つ誘導電極５に対向する箇所での放電を抑制することができる。これにより、放電状態の安定化を図ることができる。また、保護層８を図３に示すような形態にすることで、放電電極４の放電箇所での電界強度が高くなり、放電電極４と誘電電極５との間に印加する電圧が小さくても放電が開始されるので、低消費電力化及び長寿命化を図ることができる。
【００２２】
また、図１に示すように、放電電極４に先鋭部を形成し、先鋭部の先端（図５に示す領域１１）を放電電極４の放電箇所とすることで、放電電極４の放電箇所での電界集中をより一層高めることができる。
【００２３】
次に、保護層８が図３に示すような形態であるイオン発生素子１の生産方法例の概略について説明する。まず、アルミナシートからなる下部基板３ａの表面にタングステン材料をパターン印刷することによって、誘導電極５を形成する。続いて、誘導電極５を覆うようにアルミナシートからなる上部基板３ｂを載置して、上部基板３ｂを下部基板３ａに圧着する。続いて、上部基板３ｂの表面に、タングステン材料をパターン印刷することによって、放電電極４を形成する。続いて、誘電体基板３全体を覆うようにアルミナ層をコーティングによって形成し、当該コーティングを放電電極４の放電箇所における上記アルミナ層の厚さがｔ１（ｔ１：１０〜１５μｍ）になるまで続け、その後、放電電極４の放電箇所に対応する部位のみ上記アルミナ層をマスキングし、さらに、放電電極４の非放電箇所における上記アルミナ層の厚さがｔ３（ｔ３：３０〜４０μｍ）になるまでコーティングを続ける。そして、このようにして形成された部材を摂氏１４００度〜１６００度の温度で、非酸化性雰囲気下で焼結することによってイオン発生素子１を得る。
【００２４】
また、保護層８を図３に示すような形態にするのではなく、放電電極４を図４に示すような形態にしても、放電電極４の放電箇所が電界集中部となるので、放電電極４の非放電箇所であって且つ誘導電極５に対向する箇所での放電を抑制することができる。これにより、放電状態の安定化を図ることができる。また、保護層８を図４に示すような形態にすることで、放電電極４の放電箇所での電界強度が高くなり、放電電極４と誘電電極５との間に印加する電圧が小さくても放電が開始されるので、低消費電力化及び長寿命化を図ることができる。
【００２５】
図４に示す形態の放電電極４では、放電箇所の厚さが非放電箇所の厚さｔ２（２０μｍ）よりも２０〜２５μｍ程度大きくなっている。このような放電電極４の形態に応じて、放電電極４の放電箇所における保護層８の厚さがｔ１（ｔ１：１０〜１５μｍ）となり、放電電極４の非放電箇所における保護層８の厚さがｔ３（ｔ３：３０〜４０μｍ）となっている。
【００２６】
上述した本発明に係るイオン発生装置は、空気調和機、除湿器、加湿器、空気清浄機、冷蔵庫、ファンヒータ、電子レンジ、洗濯乾燥機、掃除機、殺菌装置などの電気機器に搭載するとよい。そして、かかる電気機器にはイオン発生装置で発生したイオンを空気中に送出する送出手段（例えば、送風ファン）を搭載するとよい。このような電気機器であれば、機器本来の機能に加えて、搭載したイオン発生装置で発生したイオンを搭載した送出手段により機器外部の空気中に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】は、本発明に係るイオン発生装置の一構成例を示す図である。
【図２】は、イオン発生素子の部分断面図である。
【図３】は、本発明に係るイオン発生素子の部分断面図である。
【図４】は、本発明に係るイオン発生素子の部分断面図である。
【図５】は、イオン発生素子の部分拡大上面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    イオン発生素子
２    電圧印加回路
３    誘電体基板
４    放電電極
５    誘導電極
６、７    電極接点
８    保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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